ELEMENTOS FLEXIBLES DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA GENERALIDADES CORREAS

ELEMENTOS FLEXIBLES DE TRANSMISION Correas planas Correas en V (caucho o neoprene) Estándar Angostas Múltiples Hexagonales Correas Sincronizadas Cadenas de rodillos Cables de alambre de acero Ejes flexibles

CARACTERÍSTICAS GENERALES Permiten la transmisión de potencia mecánica a distancias grandes. Menor precisión de montaje que engranajes. Menor costo total que transmisión por engranajes. 

Algunos generan sincronismo y otros “resbalan” Pueden ocupar distintos lugares en la transmisión mecánica de acuerdo a su capacidad de soportar torque y velocidad (prop. Inversas) correa cadena

CADENA La mayor fuerza axial y la mayor potencia transmitida de los flexibles Soporta la menor velocidad periférica por causa de “efecto cordal”  Generación de vibraciones Efecto cordal r = radio centro pasador rs = radio de “tracción” 2ϴ = ángulo de paso N = N° de dientes P = Paso recto

CORREAS - CARACTERÍSTICAS - Silenciosas. - Gran variedad de dimensiones, potencias y aplicaciones. - Gran capacidad de amortiguación de vibraciones. - Toleran desalineación entre ejes y ejes no paralelos.(en V) - Pueden patinar. No proveen movimiento sincronizado. - Pueden patinar. Pueden actuar como “fusible” mecánico. - Permiten inversión de sentido de giro y cambio de dirección de ejes (planas solamente)

CORREAS TIPOS : PLANAS DE CUERO DE POLIMERO

RELACIONES BASICAS Polea Tractora transmitiendo potencia  F1 > F2 En régimen constante Pot = Cte = MT * w = P * D/2 * w Pot = Cte = P * V; V = velocidad lineal de la correa F1 – F2 = P P = Fuerza ficticia equivalente de transmisión m = relación de transmisión Si m =1  F1 + F2 = N  Fuerza de montaje m = w1 / w2 = MT2 /MT1 = D2/D1 -- El valor de F1max es el que produce la rotura del elemento flexible. -- El modo de falla mas común es por fatiga de materiales. F2 P F1

CORREAS EN V Se aprovecha el efecto de cuña para aumentar el coeficiente de rozamiento. Fundamental, no permitir que la correa toque el fondo de la polea! Las secciones de correas en V se encuentra estandarizadas. Sin embargo, se ofrecen numerosos productos de prestaciones especiales cuya geometría no es estándar. Angulo 2f vale 34°, 36° o 38° según la sección transversal.

CORREAS TIPOS V Y HEXAGONALES Correa múltiple Correa V Estandar (fibra vegetal) Correa sincronizada Correa hexagonal

CORREAS - CARACTERÍSTICAS - Silenciosas. - Gran variedad de dimensiones, potencias y aplicaciones. - Gran capacidad de amortiguación de vibraciones. - Toleran desalineación entre ejes y ejes no paralelos.(en V) - Pueden patinar. No proveen movimiento sincronizado. - Pueden patinar. Pueden actuar como “fusible” mecánico. - Permiten inversión de sentido de giro y cambio de dirección de ejes (planas solamente)

CORREAS SINCRONIZADORAS Construcción mas sólida. Casi no requieren tensión inicial.  No presentan el problema de variación de cuerda de las cadenas. Movimientos de altísima precisión.  Transmiten las vibraciones del mecanismo. Costo mucho mas elevado. 

CORREAS : TRANSMISIONES CON EJES NO PARALELOS Debe cumplirse la ley de transmisión por correas: El ramal de entrada debe aproximarse a la polea en una dirección perpendicular al eje de la misma. Tienen varias limitaciones geométricas y de funcionamiento Sentido de giro único. Menor relación de transmisión por etapa. Mayor distancia necesaria entre centros.

LONGITUD DE ELEMENTO Exacta: L = [4 C2 - (D - d)2]1/2 + ½ (D θL + d θS) Aproximada:

ANGULO DE CONTACTO o ABRACE Transmisión abierta Transmisión cruzada

MECANISMO DE TRANSMISION POR FRICCION Fenómeno de arrastre elástico o Fenómeno de deslizamiento controlado α abrace = α reposo + α deslizamiento α reposo = α inactivo = αr α deslizamiento = α efectivo = αd Aprox. 80 % de la potencia total se transmite por fricción estática Las correas no son capaces de transmitir potencia sin tracción inicial.

LEY de PRONY MODIFICADA Resolviendo la ecuación diferencial resultante de combinar las ecuaciones de proyección se deduce (F1 – Fc) / (F2 – Fc) = exp (f θ) Siendo además  F1 = Fi + Fc + ΔF´ = Fi + Fe + MT/D  F2 = Fi + Fc - ΔF´ = Fi + Fe – MT/D Resulta Fi = (MT/D) [exp (f θ) + 1] / [exp (f θ) - 1] F1 = Fc + Fi [2 exp (f θ)] / [exp (f θ) + 1] F2 = Fc + 2 Fi / [exp (f θ) + 1]

ZONA DE FUNCIONAMIENTO 2*MT/D

VELOCIDAD EN LAS CORREAS A velocidades bajas, el efecto de la fuerza centrífuga no es apreciable. Las correas se adaptan mejor a velocidades lineales altas, que otros elementos flexibles. Sin embargo, existe límites a la velocidad de funcionamiento de las transmisiones debidas a: Balanceo de poleas Vida de los rodamientos (recordar fuerza de montaje) Rápido aumento del efecto centrífugo Cantidad de ciclos de flexión por unidad de tiempo Capacidad neta de transmitir potencia Cada fabricante impone sus límites, dependiendo de la calidad de los elementos de la transmisión.

TENSION DE MONTAJE O TRACCION INICIAL

POLEA TENSORA Aplicación: aumentar el ángulo de contacto (y establecer la tensión de montura.) Puede aprovecharse como elemento para mantener la tracción inicial. Debe preverse el efecto del estiramiento del elemento flexible de transmisión. Generan pérdidas mecánicas. Aumenta los esfuerzos sobre las correas, al producirles flexión invertida.

METODOS USUALES PARA MANTENER LA TRACCION INICIAL Montar el motor sobre una base pivotada. Colocar una polea de tensora. Montar el motor sobre una base con ranuras. Tensión mantenida por medio de resortes precargados. Montar el motor sobre una base con ranuras. Tensión establecida en el montaje.

TRACCION INICIAL Base Pivotada Método Faires (gráfico/analítico) Método gráfico

TRANSMISIONES CON MAS DE UNA CORREA POR MANDO Se debe tener especial cuidado al montar transmisiones con correas múltiples. La diferencia de longitud entre correas generará una tensión diferente en cada correa al tensar el conjunto. Cada correa será capaz de tomar carga hasta llegar al límite de Prony impuesto por su lado menos tenso. Las mas cortas pueden llegar a sobrecargarse y romperse prematuramente. Cuando se rompe una correa de un grupo, las restantes deben ser capaces de transmitir la carga temporalmente. Al momento del recambio, TODAS las correas deben ser reemplazadas. El estiramiento natural de las correas una vez usadas hará que la nueva sea invariablemente mas corta.

POLEAS EN V Cada fabricante especifica el perfil de las poleas a emplear según el diseño de su sección de correa.

CALCULO de Correa V Factor de Servicio de potencia: según el tipo de impulsor e impulsado y el ambiente de trabajo. Cuanto mayor sean las oscilaciones en la transmisión, menor será la capacidad de las poleas Ambientes calurosos, elementos abrasivos, aceites. Factor de corrección del arco de contacto. Aplicable sobre la polea menor, para arco distinto a 180° (i ≠ 1) Factor de corrección por longitud de correa. Cuanto mas larga sea la corres, menor número de flexiones por unidad de tiempo, lo que aumenta la duración. Factor de corrección por polea plana Verificar que se cumplan las condiciones geométricas necesarias Aplicar el coeficiente indicado

RESUMEN: Cálculo de transmisiones Determinar que tipos de transmisiones flexibles son adecuadas para la aplicación, según: Potencia a transmitir / fuente de potencia Tipo de ambiente / uso Espacio disponible Ruido, mantenimiento, costo, precisión, etc. Recopilar manuales de diseño del fabricante y seguir sus recomendaciones para dimensionar la transmisión. Si no se contara con información específica, utilizar valores promedio de la literatura técnica. Posiblemente el resultado sea conservador.